SVT - Lycées - Rayonnement solaire

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© PIERRON LSVT17Le Rayonnement solaire
 EXTRAIT DU BO:
La Terre est une planète du système solaire
L'énergie solaire reçue par les planètes varie en fonction de la distance au soleil.
 CADRE PÉDAGOGIQUE:
Accroche : utiliser les informations médiatisées : réchauffement de la planète, gaz à effet de serre, trou
d’ozone…
On se propose d’utiliser un modèle pour montrer l’influence de différents facteurs sur le réchauffement de
l’atmosphère
 OBJECTIFS :
Objectifs de méthode:
 Réaliser : concevoir un protocole, utiliser des capteurs
 Raisonner : adopter une démarche explicative
 Saisir des informations
 Utiliser un tableur pour tracer un graphe
Objectifs de connaissances
 le Soleil émet dans l'espace des rayonnements de toute nature dont des rayons lumineux visibles
lumière blanche) et invisibles (infrarouge = chaleur ).
 L’énergie solaire reçue par les planètes varie en fonction de sa distance par rapport au soleil.
THÈME
: Planète Terre et son environnement
Niveau
: seconde
LE RAYONNEMENT SOLAIRE ET LES PLANÈTES

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COIN LABORATOIRE
Gestion du temps : pas de problème particulier
J - 1: rassembler le matériel nécessaire
Réserver une salle obscure
Achat à prévoir :
Investissement :
capteurs individuels luxmètres, Réf. 22033
capteurs individuels thermiques Réf. 22027
ou
utilisation de capteurs ExAO
Matériel nécessaire (x nombre de groupe)
o Lampe à dissection Réf. 03130
o Règle graduée (1 m) Réf. 00200
o Potence avec noix Réf. 00035
o Capteur luxmètre Réf. 22033
o Capteur thermomètre Réf. 22027
o Interface
o ordinateur

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ACTIVITES
Activité 1 : réaliser une modélisation pour montrer l’influence de la distance sur l’énergie
solaire reçue par les planètes
Remarque : l’énergie solaire est composée d’un ensemble de radiations dont certaines sont
détectées par notre œil (lumière visible) et d’autres pas . La chaleur solaire correspond à un
rayonnement infrarouge : un thermomètre permettra de détecter leur action..
Vous disposez d’un lot de matériel qui doit vous permettre de mener à bien votre activité.
Étape 1 : préciser les correspondances du modèle :
 soleil = lampe
 planètes = capteurs montés sur potence
Étape 2 : schématiser et titrer le dispositif retenu
Étape 3 : établir un protocole en tenant compte des particularités des capteurs :
− la réponse du capteur lumière (luxmètre) est immédiate.
− La réponse du capteur température n’est pas immédiate : la stabilisation est plus
rapide dans le sens d’un réchauffement que d’un refroidissement…
 Décrire la démarche que vous allez suivre et appelez le professeur pour valider
o Commencer les mesures en choisissant l’éloignement maximal(1m), en laissant
le temps à la sonde thermique de se stabiliser : noter les valeurs(référence)
o Allumer la lampe, laisser stabiliser, noter les mesures
o Avancer la potence de 10 cm, laisser stabiliser, noter les mesures
Lampe
Capteurs t° et luxmètre
Règle graduée

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Étape 4 : réaliser les mesures et présenter les résultats dans un tableau à double entrée
Distance
lampe/capteur
(cm)
5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Eclairement
(Lux)
42800 24800 10800 5300 3100 1800 1300 1000 700 500 400
Température
(°C)
35 28 24,2 22,7 21,8 21,4 21,2 21,1 21 21 21
Étape 4 : représentation graphique des résultats
Un élève du binôme trace la courbe d’éclairement, l’autre la courbe de température
(si les élèves maîtrisent la construction de courbe, on peut introduire l’utilisation d’un
tableur.)
variation du rayonnement reçu en fonction de la distance
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
0 20 40 60 80 100 120
distance en cm

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variation de la température en fonction de la distance
20
22
24
26
28
30
32
34
36
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
distance en cm
 résumer en une phrase les informations apportées par ces courbes
la modélisation montre que la lumière et la température décroissent très rapidement dés que
l’on s’éloigne de la source de rayonnement.
Activité 2 : comparer les valeurs calculées à partir d’un modèle avec des valeurs mesurées
pour valider le travail précédent.